Question

18．使用的熱水壺底部有一層水垢，主要成分是碳酸鈣．學校化學研究性學習小組同學通過實驗想測定水垢中碳酸鈣的含量為多少．他們取100g水垢，加入200g稀鹽酸，一段時間后恰好完全反應（雜質不參加反應），同時5分鐘（min）內生成CO₂質量，測量數據如表：

時間/min	1	2	3	4	5
生成CO2的質量/g	6	12	18	22	22

計算：
（1）經過4分鐘后，水垢中的CaCO₃已經反應完全；
（2）該水垢中CaCO₃的質量分數是多少？
（3）反應使用的稀鹽酸質量分數為多少？
（4）反應后所得溶液中溶質的質量分數為多少？

Answer 1

分析 根據圖中數據可以判斷生成二氧化碳的質量；根據二氧化碳的質量可以計算碳酸鈣的質量、生成氯化鈣的質量和反應的氯化氫的質量，進一步可以計算水垢中碳酸鈣的質量分數及所用鹽酸的溶質質量分數和反應后所得溶液中溶質的質量分數．

解答 解：（1）從圖中可以看出，經過4分鐘后，水垢中的CaCO₃已經反應完全，100g水垢與鹽酸反應生成的CO₂氣體的質量最多是22g．
設100g水垢中碳酸鈣的質量為x，200g稀鹽酸中氯化氫的質量為y，生成氯化鈣的質量為z
 CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，
  100   73     111     44
   x    y      z       22g
$\frac{100}{x}=\frac{73}{y}=\frac{44}{22g}$
x=50g
y=36.5g
x=55.5g
（2）該水垢中CaCO₃的質量分數是：$\frac{50g}{100g}×$100%=50%；
（3）反應使用的稀鹽酸質量分數為：$\frac{36.5g}{200g}×$100%=18.25%；
（4）反應后所得溶液中溶質的質量分數為：$\frac{55.5g}{50g+200g-22g}×$100%≈24.3%．
答案：
（1）4；
（2）該水垢中CaCO₃的質量分數是50%；
（3）反應使用的稀鹽酸質量分數為18.25%；
（4）反應后所得溶液中溶質的質量分數為24.3%．

點評 本題主要考查學生運用假設法和化學方程式進行計算和推斷的能力，計算時要注意規范性和準確性．